科學(xué)習(xí)題課中增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 培養(yǎng)學(xué)生思維能力

摘 要 科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。但在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)通常被作為新授課、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，在習(xí)題課中地位不高，除了專題實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課，教師很少在習(xí)題課上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。因此，如何在習(xí)題課上設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，吸引學(xué)生的注意力，激起學(xué)生的思考，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，是每個(gè)科學(xué)教師不懈努力的方向。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；習(xí)題課；科學(xué)；思維能力

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）03-0138-03

1 習(xí)題課教學(xué)的現(xiàn)狀分析

習(xí)題課是重要的常見課型，習(xí)題課教學(xué)對(duì)學(xué)生的已有知識(shí)起到鞏固、深化和矯正的作用，又是對(duì)學(xué)生的思維進(jìn)行梳理、整合、運(yùn)用、糾正和創(chuàng)新的過程。但在傳統(tǒng)的習(xí)題課教學(xué)中還存在有待商榷的地方，主要有以下表現(xiàn)。

學(xué)生忽視自主學(xué)習(xí)，缺乏思維養(yǎng)成意識(shí) 在傳統(tǒng)的習(xí)題課中缺乏創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，即使教師設(shè)計(jì)了自主學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)，當(dāng)教師提出問題讓學(xué)生思考時(shí)，一些學(xué)生由于缺乏獨(dú)立思考能力與主動(dòng)參與的精神，往往坐等答案。這些學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中參與度不高，思維能力也就難以得到提高，最后不得不由教師來講評(píng)，結(jié)果往往是教師講得津津有味，學(xué)生聽得昏昏欲睡。

教師忽視學(xué)生體驗(yàn)，缺乏思維建構(gòu)意識(shí) 學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是非常感興趣的，但要在習(xí)題課中增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，教師需要投入大量的時(shí)間和精力去設(shè)計(jì)、去準(zhǔn)備、去實(shí)踐。因此，教師在主觀上會(huì)覺得增設(shè)實(shí)驗(yàn)“麻煩”“浪費(fèi)時(shí)間”，認(rèn)為在教室里“說實(shí)驗(yàn)”“看實(shí)驗(yàn)”和“背實(shí)驗(yàn)”更“高效”、更“實(shí)在”。所以傳統(tǒng)的習(xí)題課中幾乎看不到實(shí)驗(yàn)，忽視學(xué)生體驗(yàn)對(duì)思維建構(gòu)的重要性。

因此，在習(xí)題課中增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，喚起學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)生的興趣，引起學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，讓學(xué)生變得樂于參與、樂于實(shí)踐、樂于反思，是每個(gè)科學(xué)教師需要不斷努力的方向。

2 習(xí)題課中增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的策略

科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)：“以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主

旨，建立了三維目標(biāo)體系，倡導(dǎo)學(xué)生以探究發(fā)現(xiàn)為主、主動(dòng)參與、交流合作的學(xué)習(xí)方式?！边@些理念的落實(shí)都離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在習(xí)題課中增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，創(chuàng)建高效課堂。對(duì)此提出以下策略。

抓住認(rèn)知“沖突點(diǎn)”，突破思維定式 大多數(shù)教師都會(huì)有這樣的體會(huì)，有些題學(xué)生已經(jīng)做過乃至考過，可仍會(huì)一錯(cuò)再錯(cuò)。原因就在于學(xué)生沒有從根本上理解掌握，形成知識(shí)的盲點(diǎn)，這就是一種思維定式。積極的思維定式可以加深學(xué)生的記憶功能，而消極的思維定式卻是束縛創(chuàng)造性思維的一大枷鎖。在習(xí)題講評(píng)課中，筆者從學(xué)生的認(rèn)知“沖突點(diǎn)”出發(fā)，設(shè)計(jì)“異?！钡膶?shí)驗(yàn)，突破思維定式。

實(shí)驗(yàn)1：餐館里有一道名為“紙鍋燒豆腐”的菜，紙鍋里的豆腐燒熟了紙卻不會(huì)燒掉，為什么？

這是八下考核“燃燒條件”知識(shí)點(diǎn)的一道習(xí)題，看到這道解答題，學(xué)生覺得迷糊：紙明明是很容易燃燒的，這里為什么能燒豆腐？筆者從學(xué)生認(rèn)知“沖突點(diǎn)”出發(fā)，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)——燒不著的手帕：

首先，在燒杯中放入50毫升的水，加入半勺食鹽攪拌均勻，再將50毫升的酒精倒入燒杯中攪拌，最后將溶液倒入水槽。將手帕在溶液中充分浸透，然后拿出來稍微擰干。用鑷子將手帕懸空夾住，點(diǎn)火，觀察點(diǎn)火后的手帕變化，結(jié)果手帕安然無恙！

這個(gè)實(shí)驗(yàn)突破了學(xué)生的思維定式。教師趁熱打鐵，引導(dǎo)學(xué)生思考手帕最終“安然無恙”的奧秘就在于手帕浸透了酒精和水：酒精極易揮發(fā)，形成的酒精蒸汽一接觸火源，立即在手帕表面燃燒起來；但水和酒精的蒸發(fā)帶走大量熱量，手帕的溫度無法達(dá)到著火點(diǎn)，所以不會(huì)燃燒起來。解釋完這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，“紙鍋燒豆腐”的疑惑就迎刃而解了。

設(shè)計(jì)“異?！睂?shí)驗(yàn)，可以充分激發(fā)學(xué)生參與的熱情，點(diǎn)燃學(xué)生的智慧，突破思維定式。

設(shè)計(jì)“直觀”實(shí)驗(yàn)，解構(gòu)思維障礙 科學(xué)習(xí)題中有些知識(shí)點(diǎn)比較抽象，在習(xí)題講評(píng)時(shí)，單憑教師口述或畫圖，學(xué)生很難理解，形成思維障礙、知識(shí)盲點(diǎn)。這時(shí)，教師從解題的“障礙點(diǎn)”出發(fā)，設(shè)計(jì)“直觀”實(shí)驗(yàn)就很有必要。

實(shí)驗(yàn)2：重100牛的水可以產(chǎn)生的最大浮力為（ ）

A.一定小于100牛 B.一定大于100牛

C.一定等于100牛 D.可以大于100牛

這個(gè)題目正確的答案是B，但大部分學(xué)生都選C，那么學(xué)生解題的障礙點(diǎn)在哪里呢？筆者找了幾個(gè)答錯(cuò)的學(xué)生了解做錯(cuò)的原因：

學(xué)生甲：我選A，因?yàn)楦×Φ扔谂砰_液體受到的重力，物體不可能將所有水排干，所以浮力一定小于100牛。

學(xué)生乙：我選C，因?yàn)槲矬w放入水中，即便將水全部排出，也只有100牛，所以浮力最多等于100牛。

學(xué)生做錯(cuò)的障礙點(diǎn)已經(jīng)很清楚了，按照他們的思維：浮力等于排開液體受到的重力→瓶子里只有100牛水→假設(shè)100牛的水全部排開，浮力也只能等于100牛，不可能多于100牛。

他們顯然犯了概念混淆的錯(cuò)誤，混淆了“液體的重力”和“排開液體的重力”兩個(gè)概念。于是增設(shè)一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：

在兩個(gè)一次性水杯中加入質(zhì)量不等的水，如圖1所示，然后將水較多的杯子放入較少的杯中，能夠漂浮，說明了液體能產(chǎn)生比自身重更大的浮力。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)取材容易，操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象直觀，用強(qiáng)有力的證據(jù)證明水可以產(chǎn)生比它本身重力大得多的浮力。因此，在教學(xué)中，教師如果能善于捕捉學(xué)生思維的障礙點(diǎn)，設(shè)計(jì)“直觀”實(shí)驗(yàn)，就可以掃除知識(shí)盲點(diǎn)，化簡(jiǎn)思維障礙。

設(shè)計(jì)“創(chuàng)新”實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)靈活思維 科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中提到：“教師應(yīng)該充分利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)的科學(xué)知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中，以體現(xiàn)科學(xué)在現(xiàn)實(shí)中的價(jià)值?！睂W(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和閱歷的局限性會(huì)給科學(xué)思維造成迷惑點(diǎn)，筆者在習(xí)題講評(píng)中發(fā)現(xiàn)，如果能從學(xué)生思維的“迷惑點(diǎn)”出發(fā)，設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以撥開迷霧，使學(xué)生的思維更靈活。

實(shí)驗(yàn)3：為什么容器內(nèi)液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)的大小只和液體密度和深度有關(guān)，與液體重力無關(guān)？

在液體壓強(qiáng)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)有了這樣的生活經(jīng)驗(yàn)：固體因?yàn)槭艿街亓?，?huì)對(duì)接觸面產(chǎn)生壓強(qiáng)，固體壓強(qiáng)大小與重力有關(guān)。從而產(chǎn)生思維迷惑點(diǎn)，認(rèn)為液體壓強(qiáng)也是由液體重力產(chǎn)生的，所以液體壓強(qiáng)大小與液體重力有關(guān)。這時(shí)就可以設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)來突破：

如2圖所示，①為壓強(qiáng)計(jì)，②為溢水杯，③④為小燒杯。

1）用手向下壓燒杯③，現(xiàn)象：水的重力不變，水位上

升，壓強(qiáng)計(jì)液面差增大。

2）繼續(xù)下壓燒杯③，至杯中水溢出，緩緩下壓保持水位不變，現(xiàn)象：杯中水的重力減小，水位不變，壓強(qiáng)計(jì)液面差不變。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：液體的壓強(qiáng)跟重力無關(guān)，是由深度決定的。

在教學(xué)中，教師應(yīng)多角度、多方位設(shè)計(jì)各種實(shí)驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生橫向、類比、逆向、聯(lián)想等思維能力，從而使學(xué)生不單單理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，而且能利用現(xiàn)有知識(shí)，結(jié)合已學(xué)知識(shí)去創(chuàng)造、去探索。這樣不但可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，而且能夠大大拓寬學(xué)生的思路，培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性。

設(shè)計(jì)“生活化”實(shí)驗(yàn)，拓展創(chuàng)造思維 當(dāng)下，各種電子產(chǎn)品占據(jù)了學(xué)生的生活，導(dǎo)致學(xué)生缺乏生活經(jīng)驗(yàn)。因此，習(xí)題中碰到一些生活中的問題，學(xué)生常常不能理解掌握，導(dǎo)致忘了記、記了又忘，學(xué)習(xí)效率低下。因此，教師應(yīng)從生活經(jīng)驗(yàn)的缺失點(diǎn)設(shè)計(jì)“生活化”實(shí)驗(yàn)，使習(xí)題講評(píng)更貼近生活，更生動(dòng)活潑，拓展學(xué)生的創(chuàng)造思維。

實(shí)驗(yàn)4：關(guān)于“不倒翁”不倒的原因正確的是（ ）

A.重心很低 B.重心很高

C.重心不在物體上 D.里面有特殊裝置

現(xiàn)在玩不倒翁的學(xué)生很少了，即使玩過的人，也很少有人能思考它背后的原理。這時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生自己做一個(gè)不倒翁，那么不倒翁不倒的原因就清楚了。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

是：選用一個(gè)生雞蛋，在小頭一端開個(gè)孔并清除干凈殼內(nèi)的蛋清蛋黃；沿小孔滑入一塊重物，使其居于蛋殼大頭端為底

部；扶好蛋殼，點(diǎn)燃一支蠟燭，滴入燭油，把重物封存在蛋殼底部，燭油大約封存至整個(gè)蛋殼高度的四分之一，這樣玩具“不倒翁”就做好了。通過自己的親身制作，學(xué)生自然而然知道了不倒翁的原理。

在學(xué)習(xí)了相關(guān)的知識(shí)后，鼓勵(lì)學(xué)生圍繞知識(shí)點(diǎn)自己設(shè)計(jì)生活化的實(shí)驗(yàn)。例如：在學(xué)習(xí)了大氣壓強(qiáng)的知識(shí)后，引導(dǎo)學(xué)生自制“簡(jiǎn)單氣壓計(jì)”；在學(xué)習(xí)了升華和凝華的知識(shí)后，引導(dǎo)學(xué)生利用碘提取自己的指紋；等等。讓學(xué)生多動(dòng)手、多動(dòng)腦，其創(chuàng)造性思維得到有效拓展。

設(shè)計(jì)“課外”實(shí)驗(yàn)，拓寬思維寬度 有些科學(xué)習(xí)題中的易錯(cuò)點(diǎn)，用實(shí)驗(yàn)的方法能讓學(xué)生很快接受和理解，學(xué)生也非常感興趣；但由于課堂時(shí)間的限制，無法當(dāng)堂完成，教師可作為課外拓展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分組在課后完成，拓寬思維寬度。

實(shí)驗(yàn)5：當(dāng)小紅將水從豬心的主動(dòng)脈注入時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)水從 流出。

這題學(xué)生往往會(huì)答“水從肺靜脈中流出”，原因在于學(xué)生對(duì)瓣膜的結(jié)構(gòu)缺乏感性認(rèn)識(shí)，無法真正從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)出發(fā)去理解瓣膜的功能，只是機(jī)械式地去記憶知識(shí)，無法靈活運(yùn)用知識(shí)。這時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)“課外”實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生從被動(dòng)地接受知識(shí)中解放出來，讓他們?cè)趯?duì)心臟的探索中感受到生物體結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性，這是課堂上無法體驗(yàn)到的。

筆者將全部學(xué)生按照住家的遠(yuǎn)近與自愿原則分成4～5人一小組，發(fā)給學(xué)生自編實(shí)驗(yàn)單。利用周末，各小組分別在某一組員家進(jìn)行解剖，要求找到心臟中四腔、血管、瓣膜，并拍出解剖后的照片，在照片上標(biāo)出各個(gè)結(jié)構(gòu)名稱；將水分別從上腔靜脈、肺靜脈、主動(dòng)脈中灌入，觀察水的流出情況。

這次課外實(shí)驗(yàn)學(xué)生體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的快樂，使所學(xué)的知識(shí)學(xué)以致用，在親身實(shí)踐中對(duì)所學(xué)的知識(shí)掌握得更牢固，拓寬了思維的寬度。

3 反饋與成效

激發(fā)了學(xué)生上習(xí)題課的熱情 自從在習(xí)題課上增加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)后，沉默的習(xí)題課堂煥發(fā)了生機(jī)，學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索，教師由課堂的主宰者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的引導(dǎo)者，實(shí)現(xiàn)了真正的綠色課堂。

提升了學(xué)生的思維能力 在習(xí)題中增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的指導(dǎo)、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析的引導(dǎo)，由課內(nèi)向課外延伸和拓展，學(xué)生的思維能力有明顯提升。

促進(jìn)了教師的專業(yè)成長(zhǎng) 在習(xí)題課中增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，筆者改變了對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度以及處理方式，更新了教學(xué)觀念，開始關(guān)注課外的知識(shí)延伸，并不斷反思和調(diào)整教學(xué)策略，更好地促進(jìn)自己專業(yè)成長(zhǎng)。

4 結(jié)束語

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的靈魂，是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的載體。在習(xí)題課中，只要教師依據(jù)習(xí)題內(nèi)容，多從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，努力挖掘?qū)嶒?yàn)教學(xué)的潛能，做到平常中出新、平淡中出奇，就能做到為學(xué)生創(chuàng)造更多的參與機(jī)會(huì)，增強(qiáng)他們的參與意識(shí)，使學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行學(xué)習(xí)。如此一來，不僅能夠使得學(xué)生在習(xí)題課中能鞏固知識(shí)，提高分析問題的能力，更重要的是能達(dá)成科學(xué)課堂教學(xué)永恒的追求——發(fā)展學(xué)生思維能力。

參考文獻(xiàn)

[1]全日制義務(wù)教育科學(xué)（7～9年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[2]張偉，郭玉英.論“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)地位[J].課程·教材.教法，2007（12）：51-56.

[3]蔡鐵權(quán)，姜旭英.科學(xué)課程與教學(xué)研究[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2008.

[4]宋娟，房淑琴.幾例初中生物實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].中學(xué)生物學(xué)，2010（8）：37-38.

作者：蔣淑微，杭州市濱江區(qū)杭州高新實(shí)驗(yàn)學(xué)校（310053）。